[发明专利]一种用于大流量网络处理的可重构芯片架构

权利要求书

1.一种用于大流量网络处理的可重构芯片，其特征在于：包括XGE1～XGEn端口、MAC模块、入口策略模块、网络报文头处理器、出口策略模块、通用处理器；其中：

XGE1～XGEn端口，接收报文，并打上报文到达时间的时间戳标记，形成带时间戳的报文发送给MAC模块；将MAC模块发送的数据转发出去；

MAC模块，对每一路带时间戳的报文进行识别、校验和过滤，滤除掉无效的报文，将剩下的有效报文存贮在接收缓冲区，并转发至入口策略模块；接收出口策略模块发送的报文并将其存储至发送缓冲区中，再从发送缓冲区读取数据，填充以太帧CRC及前导码，并转换成物理层XGE的方式传送至XGE1～XGEn端口；

入口策略模块，对经过MAC模块接收的各路有效报文按照到达时间先后顺序汇集成一路数据，将有效报文按照固定的切片大小进行切片处理，得到N个报文切片，N≥1，每个切片的大小大于等于报文头的大小；当N大于1时，将包含报文数据净荷的报文切片存储，并将相应的报文数据净荷存储地址信息增加到包含报文头的报文切片中，之后，给带有报文数据净荷存储地址信息的报文头切片分配一个序号，否则，直接将带有报文头的切片分配一个序号；根据网络报文头处理器内各微引擎每个线程的线程工作状态，将携带序号信息的报文头切片分配给线程空闲数较多的微引擎，发送至网络报文头处理器；

网络报文头处理器，采用多个独立的微引擎并行地对报文头进行解析、分类、转发处理，以更新报文头切片，并将更新后的报文头切片发送给出口策略模块；

出口策略模块，解析报文头，当报文头中携带有效的报文数据净荷存储地址信息时，根据报文数据净荷存储地址信息，从缓存中提取报文数据净荷，将其与相应的报文头拼接成一个完整的报文；根据报文头的序号，将所有报文按照顺序进行流量整形、队列管理处理之后分成多路转发至MAC模块；

通用处理器，所述通用处理器用于使用标准编程语言编写微引擎的程序，经过编译形成微码指令，并将其下载到存储器模块中，上电后微引擎簇内的微引擎加载相应的微码指令，并按照微码指令调用线程工作，实现微引擎的重构。

2.根据权利要求1所述的一种用于大流量网络处理的可重构芯片，其特征在于：所述入口策略模块包括汇聚模块、输入缓存模块、报文解析器、存储缓冲模块、顺序保证引擎模块、轮询调度模块和时钟同步模块，其中：

汇聚模块，对经过MAC模块接收的各路报文按照到达时间先后顺序汇集成一路数据，根据缓存管理模块提供的缓存指针，将报文发送给输入缓存模块；

输入缓存模块，向汇聚模块发送缓存指针，该模块对输入报文进行缓存，将报文进行切片处理得到N个报文切片，N≥1，每个切片的大小大于等于报文头的大小，将报文切片发送给报文解析器；

报文解析器，对报文进行解析，得到报文类型，对于用于时钟同步的PTP报文，发送给时钟同步模块；对于非PTP报文，当报文切片数大于1时，将包含报文数据净荷的报文切片存储至存储缓冲模块，并将相应的报文数据净荷存储地址信息增加到包含报文头的报文切片中，将包含报文头的报文切片发送至轮询调度模块；

存储缓冲模块，对收到的包含报文数据净荷的报文切片进行存储，并将报文数据净荷存储地址信息反馈至报文解析器；

轮询调度模块，轮询网络报文头处理器内部各微引擎每个线程的线程工作状态，将收到的报文头分配一个顺序保证引擎模块发送的序号，递交给线程空闲数较多的微引擎；

顺序保证引擎模块，产生一个序号发送给轮询调度模块；

时钟同步模块，接收报文解析器发送的PTP报文，进行同步处理，根据时间戳计算驻留时间，并将驻留时间添加到报文的校正域之后，将报文通过MAC模块发往XGE1～XGEn端口，在XGE1～XGEn端口处会将报文离开的时间写入报文，之后将报文发往物理链路。

3.根据权利要求1所述的一种用于大流量网络处理的可重构芯片，其特征在于所述网络报文处理器包括微引擎簇、任务调度器模块、存储器模块，其中：

微引擎簇，由多个并行独立工作的微引擎组成，每个微引擎加载相应的微码指令，根据微码指令，调度多个线程通过任务调度器模块访问存储器模块中相应存储单元中的相关表项，完成报文头数据帧解析、分类和转发处理，并将各线程工作状态反馈给入口策略模块；

存储器模块，用于存储报文头数据帧解析、分类和转发处理所需要的相关表项和微引擎的微码指令。